O significado psicobiológico do expoente da função de potência tem sido interpretado de diversas formas. De acordo com Stevens (1970, 1975), o valor do expoente fornece informações sobre as propriedades básicas do “input-output” da dimensão sensorial e/ou perceptual em questão. Isto caracteriza a taxa pela qual um sistema de “output”, indexado pela sensação, cresce como uma função do “input” do estímulo.
Guyton (1988) coloca que uma pessoa pode detectar o peso de uma pulga na ponta de seu dedo, como também pode detectar o peso de um homem que pisa o mesmo dedo. A diferença entre os pesos desses dois seres é da ordem de 20 milhões de vezes, contudo, a partir das sensações que percebe, a pessoa pode fazer uma estimativa do peso dos dois objetos. A justificativa para o fato de se poder discriminar diferenças tão acentuadas de intensidade é a de que o número de impulsos transmitidos pela maioria dos receptores sensoriais é, dentro de certos limites, proporcional ao logaritmo da intensidade da sensação e não à própria intensidade. No caso da pulga e do homem, a diferença entre os logaritmos de seus pesos é de apenas sete vezes, mesmo com a diferença entre os pesos verdadeiros sendo da ordem de 20 milhões de vezes. Outro exemplo, também citado por este mesmo autor, é quando se pede para que uma pessoa segure em suas mãos um objeto que pesa 28 gramas e se esse objeto é trocado por outro que pesa 30,8 gramas, haverá certa dificuldade em discriminar o peso dos dois objetos, já que a diferença real é 2,8 gramas. Em seguida, é seguro um objeto com 280 gramas. Para discriminar uma diferença de peso com outro objeto, esse segundo objeto deve pesar, no mínimo 308 gramas para que possa ser avaliada a diferença de peso. O aumento de peso, nessa nova situação, é de 28 gramas e não de 2,8 gramas. Entretanto nos dois casos, o aumento é de 10 % do peso original.
Se admitirmos que esta lei é válida para todas modalidades sensoriais, seremos levados a concluir que a reação da célula diante de um estímulo é proporcional ao logaritmo da amplitude do estímulo. Esta regra é conhecida como lei de Weber-Fechner, ou ainda, lei básica da psicofísica. Todavia, esta “lei” somente é válida para determinadas faixas de intensidades e não pode ser aplicada a todas as modalidades. Um bom exemplo refere-se à visão: dentro dos limites de luminosidade de pelo menos 1:10.000, a reação das células do córtex visual pode ser descrita pela lei de Potência de Stevens, ao passo que a lei de Weber-
Fechner só pode ser aplicada com um grau razoável de aproximação para os graus médios de luminosidade, com relações de intensidades da ordem de 1:100 (SCHMIDT et al., 1980).
A função potência diz respeito a uma invariância entre as razões do estímulo e da sensação, que parece aplicar-se a todos os sistemas sensoriais, e que é de importância biológica fundamental para a sobrevivência do organismo. Nas modalidades sensoriais em que a variação de energia estimuladora do ambiente é muito pequena, usualmente encontra-se um expoente maior do que 1,0. Neste caso, o transdutor sensorial funcionaria como um “expansor” da energia estimuladora, como por exemplo, o expoente de 2,8 encontrado para choque elétrico (ver Tabela 1). Do contrário, quando a energia estimuladora ambiental é muito grande, o transdutor sensorial comporta-se como um “compressor”, de forma a evitar uma possível sobrecarga do sistema sensorial (para detalhes dos problemas de sobrecarga sensorial ver Jacob, Francone e Lossow, 1990). Neste caso, o expoente encontrado é usualmente menor do que 1,0. Por exemplo, o expoente de 0,26 (ver Tabela 1), comumente encontrado para brilho, provavelmente reflete uma atividade de compressão do transdutor sensorial específico para tal modalidade sensorial, que o possibilita manipular a variação de energia luminosa de estimulação a que está sujeito (STEVENS, 1961, 1975; DA SILVA, 1985). A seguir, na Tabela 1, encontram-se demonstrados diferentes valores de expoentes para diferentes modalidades perceptuais e/ou sensoriais escalonadas por método baseado em julgamentos de razão.
Tabela 1 - Média e desvio-padrão dos expoentes da função de potência para uma variedade de modalidades sensoriais e/ou perceptivas baseados em julgamentos de razão.
Modalidade ou atributo I Expoente médio I Desvio-padrão
Som 0,56* 0,13 Sabor (sacarina) 0,53 0,29 Sabor (salgado) 1,07 0,41 Sabor (amargo) 0,57 0,23 Sabor (azedo) 0,94 0,28 Odor (amil-acetato) 0,19 0,14 Odor (benzeno) 0,56 0,01 Tempo 0,91 0,18 Brilho 0,26 0,13 Temperatura (frio) 1,04 0,05 Temperatura (quente) 1,14 0,37 Numerosidade 0,84 0,22 Número 0,72 0,21 Peso 1,18 0,17 Aceleração Angular 1,39 0,52 Choque elétrico 2,80 0,99 Comprimento visual 1,01 0,27 Área visual 0,77 0,16 Volume visual 0,72 0,10 Distância visual 0,97 0,22
* Valor correspondente a 0,28 em termos de intensidade sonora.
A função de potência refletiria a operação de mecanismos sensoriais, quando eles traduzem energia estimuladora em atividade neural. Como as respostas neurais do sistema sensorial são uma função de potência da intensidade do estímulo, os julgamentos do observador também devem seguir uma função de potência da magnitude física do estímulo. Assim, o expoente da função de potência revela algo sobre as propriedades transdutoras dos receptores sensoriais. Deste modo, por causa da invariância de razão que está subjacente à lei de potência somos capazes de ajustar-nos adaptativamente ao rico padrão de estimulação do ambiente, apesar da enorme variação de energia dos estímulos aos quais estamos sujeitos. Sem a característica operante da lei de potência, nossa tarefa de ajustamento seria, sem dúvida, mais difícil. Na verdade, a lei de potência está subjacente aos mecanismos de quase todas as constâncias perceptivas.
Para as modalidades em que existe uma ampla variação de energia espera-se que haja expoentes baixos. Em outras palavras, quando a variação de energia estende-se a valores muito altos que podem ser nocivos a determinados órgãos, como a visão e a audição, há necessidade de expoentes baixos. Portanto, os expoentes são o que são por causa da natureza do transdutor sensorial que para algumas modalidades sensoriais comporta-se de maneira não- linear. Nas modalidades em que a variação de energia é muito grande, fato que pode sobrecarregar o sistema nervoso central, o transdutor deve atuar como um compressor, o que faz com que o expoente seja menor que 1. Em outras modalidades nas quais a compressão não é necessária, o expoente pode ser igual a 1, o que significa que a função é linear ou pode ser maior que 1. Assim, é provável que os expoentes para luz e som sejam menores que 1, porque seus transdutores sensoriais comportam-se essencialmente como compressores, uma característica que os capacita a manipularem a enorme variação dinâmica de estimulação a que estão sujeitos. Em outro extremo, no processo de transdução envolvido com a corrente elétrica aplicada aos dedos, há uma operação de expansão no sentido de que a magnitude psicológica cresce numa função positivamente acelerada da variável física, isto é, o expoente é maior que a unidade. Neste sentido é que se acredita que seja improvável que a forma da função seja aprendida pelo observador (DA SILVA; MACEDO, 1982; 1983; DA SILVA, 1985; SCHMIDT et al., 1980; MAGILL, 2000).
A partir desta identificação do significado psicobiológico do expoente da função de potência é que serão discutidos os procedimentos metodológicos que têm sido feitos para uma melhor obtenção dos dados que sustentam estas informações. Os métodos psicofísicos que serão detalhados têm sido freqüentemente utilizados para escalonar diferentes modalidades perceptivas, devido à rapidez de aplicação e à fácil compreensão destes por observadores adultos.